포항공대 연구팀, 새로운 양자 소자 개발

이길호 교수. /포항공대 제공

포항공과대학교는 이길호 물리학과 교수 연구팀이 전자의 에너지 상태를 자유롭게 조절할 수 있는 새로운 양자 소자를 세계 최초로 개발했다고 8일 밝혔다.

이번 연구는 조길영 한국과학기술원 교수 연구팀, 일본 국립재료과학 연구소가 함께했다.

연구팀은 두 개의 초전도체 사이에 얇은 전도성 재료를 끼워 만든 양자 소자 ‘3단자 조셉슨 접합(Josephson junction)’구조에 세 개의 초전도체를 삼각형 모양으로 그래핀 위에 배치해 전자가 다양한 방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 만들었다.

또 전극 사이에 흐르는 양자 위상차를 정밀하게 조절해 특정 지점에서 전자의 성질이 완전히 바뀌는 ‘위상 전이(topological transition)’ 현상도 관측했다. 

이 기술이 전자의 움직임을 정밀하게 제어하는 데 활용되면 더 안정적이고 성능이 뛰어난 양자컴퓨터 개발로 이어질 수 있을 것이라고 연구팀은 설명했다.

이 교수는 “이번 연구는 미래 양자 기술의 중요한 전환점이 될 것”이라며 “특히 오류에 강한 양자컴퓨터 구현의 핵심으로 꼽히는 ‘마요라나 준입자(Majorana quasiparticles)’를 실제로 만들 수 있는 새로운 방향성을 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지인 ‘사이언스 어드밴시스( Science Advances)’에 최근 게재됐다. 

/단정민기자 sweetjmini@kbmaeil.com